浅谈污水处理工艺中的氧化沟工艺

张庶

摘 要：氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。

关键词：污水；污水处理；氧化沟；工艺

氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的，投入使用以来，由于其出水水质好，运行稳定，管理方便等技术特点，已经被广泛应用于生活污水和工业污水治理。

本文将重点介绍氧化沟工艺的原理、分类、存在的问题等。

一、氧化沟的原理

氧化沟（Oxidation Ditch）污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。

二、氧化沟的分类

目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯维尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟和一体化氧化沟等。这些氧化沟在结构和运行上存在差异，各具特点。

1.卡鲁赛尔氧化沟。卡鲁塞尔氧化沟是氧化沟的一种类型，氧化沟又名连续循环曝气池，是活性污泥法的变形。

（1） 卡鲁赛尔氧化沟的工艺结构 。卡鲁塞尔氧化沟是1967年由荷兰DHV公司开发研制的。随着氧化沟工艺的应用与发展，DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO在原卡鲁塞尔氧化沟基础上又发明了卡鲁塞尔2000系统（图1），实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。

卡鲁塞尔氧化沟使用定向控制的曝气和搅拌装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.5-4.5m，宽深比为2：1，亦有水深达7米的，沟中水流平均速度为0.3m米每秒。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气刷或转盘、导管式曝气器等，近几年来配合使用的还有水下推进器（搅拌器）。

（2） 卡鲁赛尔氧化沟的运行机理。在普通卡鲁塞尔氧化沟工艺中，污水直接与回流污泥一起进入氧化沟。表面曝气机使混合液中溶解氧D0的浓度增大。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流变成平流状态，流速维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到溶解氧值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但除磷脫氦的效果有限。为了取得更好的除磷脱氮的效果，卡鲁塞尔2000系统。

2.奥贝尔氧化沟。Orbal氧化沟又称同心圆型氧化沟。

（1） 奥贝尔氧化沟的工艺结构。由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数十到数百次，最后经中心岛流出。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机进行供氧，其具有较强的推流搅伴作用。该工艺处理效果好， 运行稳定，操作简单，具有推流式和完全混合式两种流态的优点，对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，且池容较大，循环流量大，因而具有较强的抗冲击负荷能力，并可减少污泥膨胀现象的发生，有利于难降解有机物的去除，能保持较稳定的出水水质。若能将氧化沟的进水设计成多种可选择的方式，能有效抵抗暴雨冲击，增加系统运行的灵活性。例如遇到暴雨时越过外沟道，直接由中沟进水，而外沟道保留大部分活性污泥，利于系统的恢复。

该工艺处理效果好， 运行稳定，操作简单，具有推流式和完全混合式两种流态的优点，对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，且池容较大，循环流量大，因而具有较强的抗冲击负荷能力，并可减少污泥膨胀现象的发生，有利于难降解有机物的去除，能保持较稳定的出水水质。若能将氧化沟的进水设计成多种可选择的方式，能有效抵抗暴雨冲击，增加系统运行的灵活性。

（2） 奥贝尔氧化沟在实际运行中的优缺点。奥贝尔氧化沟本身为低负荷设计，污水经过外沟及中沟生物降解后，有机物浓度已非常低，因而内沟中有机负荷很低，而污泥浓度高，微生物内源呼吸较大，污泥老化严重而解絮，沉降性能下降引起漂泥，漂泥为黑色。此时可以通过采取适当降低氧化沟液位，减少曝气量，加大排泥量，降低污泥浓度，提高有机负荷的方式解决。

奥贝尔氧化沟不排泥，污泥进入二沉池后，从二沉池底部排泥。污泥由二沉池回流至外沟。氧化沟内并没有真正的厌氧环境，而磷的去除是通过活性污泥中的聚磷菌在厌氧条件下释磷和在好氧条件下的超量吸磷，最终由污泥的排放来达到除磷的目的。这也为奥贝尔氧化沟除磷带来了困难。虽然通过加大排泥量可弥补污泥含磷量低的问题，但达标仍存在问题。如果能拥有灵活的进水方式，合理的分配进入各个沟道的污水量，有利于提高处理效果，解决脱氮和除磷的矛盾，使其达标排放。

3.T型氧化沟。国内，从1989年第一座T型氧化沟在邯郸东污水处理厂应用以来，有许多中小规模污水处理厂采用了该工艺。

T型氧化沟的运行模式可分为六阶段、八阶段硝化模式和六阶段、八阶段硝化-反硝化，而且可以通过PLC控制，自动化程度高。

三、结语

氧化沟有别于其它活性污泥的主要特征是环形池型，或者说只要保持沟渠首尾相接，水流循环流动，选用的特定设计参数、沟型和运行方式，就会给运行者和设计者带来极大方便，其灵活性和适应性也非常强，有进一步研究、发展和应用的广阔空间。

参考文献：

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